71模拟电子技术实验报告

模拟电子技术基础实验实验报告目录一、共射放大电路二、集成运算放大器三、RC正弦波振荡器四、方波发生器五、多级负反馈放大电路六、有源滤波器七、复合信号发生器一、共射放大电路1.实验目的(1)掌握用Multisim13仿真软件分析单极放大电路主要性能指标的方法。(2)熟悉常用电子仪器的使用方法，熟悉基本电子元器件的作用。(3)学会并熟悉“先静态后动态”的电子线路的基本调试方法。(4)分析静态工作点对放大器性能的影响，学会调试放大器的静态工作点。(5)掌握放大器电压放大倍数、输入电阻、输出电阻及最大不失真输出电压的测试方法。(6)测量放大电路的频率特性。2.实验器材（1）双路直流稳压电源一台；（2）函数信号发生器一台；（3）示波器一台；（4）毫伏表一台；（5）万用表一台；（6）三极管一个；（7）电阻电位器；（8）模拟电路实验箱；3.实验原理及电路实验电路如下图所示，采用基极固定分压式偏置电路。电路在接通直流电源Vcc而未加入输入信号（Vi=0）时，三极管三个极电压和电流称为静态工作点。根据XSC1的显示，按如下方法进行操作：现象出现截止失真出现饱和失真操作减小R7增大R7当滑动变阻器R7设置为11%时，有最大不失真电压。静态工作点测量将交流电源置零，用万用表测量静态工作点。理论估算值实际测量值BQUCQUEQUCEQUCQIBQUCQUEQUCEQUCQI3.98V6.03V3.28V2.75V2.98mA3.904V6.253V3.186V3.067V2.873mA4.总结与讨论1.Q点过低——信号进入截止区2.Q点过高——信号进入饱和区二、集成运算放大器1.实验目的(1)加深对集成运算放大器的基本应用电路和性能参数的理解。(2)了解集成运算放大器的特点，掌握集成运算放大器的正确使用方法和基本应用电路。(3)掌握由运算放大器组成的比例、加法、减法、积分和微分等基本运算电路的功能。(4)进一步熟悉仿真软件的使用。2.实验原理集成运放是一种具有高电压放大倍数的直接耦合器件。当外部接入有不同的线性或非线性元器件组成的输入负反馈电路时，可以灵活的实现各种函数关系，在线性应用方面，可组成加法、减法、比例。积分、微分、对数等模拟运算电路。在大多数情况下，将运放视为理想的，即在一般讨论中，以下三条基本结论是普遍使用的：开环电压增益uA运放的两个输入端电压近似相等，即-VV，称为“虚短”。运放的同相和反相两个输入端的电流可视为零，即0II-，称为“虚断”。应用理想运放的三条基本原则，可简化运放电路计算，得出本次实验结论。3.实验仪器（1）双路直流稳压电源一台（2）函数发生器一台（3）示波器一台（4）集成运算放大器（5）电阻若干（6）电容（7）模拟电路实验箱4.减法电路减法放大器实际是反相放大器和同相放大器的组合，如题所示对于理想放大器，改电路的输出电压与输入电压之间的关系为Vo=(1+Rf/R1)[R3/(R2+R3)]Vi2-（Rf/R1）Vi1实验要求Vo=Vi1-3Vi2输出信号Vo峰峰值为1V。实验电路及示波器实测vi1/mV650Vi2/mV50Vo/mV500三、RC正弦波振荡器1.实验目的(1)学习RC正弦波振荡器的组成及其振荡条件和原理。(2)学会使用、调试振荡器。2.实验仪器（1）双路直流稳压电源（2）函数发生器（3）示波器（4）集成运算放大器（5）电阻若干电位器电容二极管（6）模拟电路实验箱3.实验原理RC桥式振荡电路是一种较好的正弦波产生电路，适用于产生频率小于1MHz，频率范围宽，波形较好的低频振荡信号。因为没有输入信号，为了产生正弦波，必须在电路里加入正反馈。下图是用运算放大器组成的电路，图中3R,4R构成负反馈支路，1R，2R，1C，2C的串并联选频网络构成正反馈支路并兼作选频网络，二极管构成稳幅电路。调节电位器pR可以改变负反馈的深度，以满足振荡的振幅条件和改善波形。二极管1D，2D要求温度稳定性好且特性匹配，这样才能保证输出波形正负半周对称，同时接入4R以消除二极管的非线性影响。电路起振后，由于元件参数的不稳定性，如果电路增益增大，输出幅度将越来越大，最后由于二极管的非线性限幅，这必然产生非线性失真。反之，如果增益不足，则输出幅度减小，可能停振，为此振荡电路要有一个稳幅电路。图中两个二极管主要是利用二极管的正向电阻随所加电压而改变的特性，来自动调节负反馈深度。示波器实测4.实验结论图中R1=R2=R,C1=C2=C则电路的振荡频率f0=1/2πRC实验测得f0=1.562kHz若改变R或C可改变震荡频率。为了使电路起振，要求放大器的放大倍数Av满足Av=1+（Rp+R4）/R33可得Rp+R42R3在实际运用中Rp+R4略大于2R3就可以了，这样既可以满足起振条件，又不会失真。四、方波发生器1、实验目的1.了解电压比较器的工作原理并熟悉迟滞比较器的原理和功能。2.学习用集成运算放大器组成矩形波发生器方法。2、实验原理实际应用中通过电压比较可以产生方波，电容充放电使其变化的电压与经过Rf反馈回来的电压进行比较可得到方波，二极管D1、D2与电阻Rp、R3组成的电路控制电容的充放电时间从而控制方波的占空比，稳压二极管Vz限制和确认方波的幅度。3.实验仪器（1）双路直流稳压电源（2）函数发生器（3）示波器（4）集成运算放大器（5）电阻若干电位器电容二极管稳压二极管（6）模拟电路实验箱4.占空比为50%的方波电路示波器实测5.实验结果输出高电平时间：)21ln(T131fRRCR输出低电平时间：)21ln(T142fRRCR振荡频率：2111TTTf占空比：4331DRRRTT根据实验要求占空比D=50%可见调节电位器pR改变3R的大小，即可调节输出脉冲的宽度。五、多级负反馈放大电路1、实验目的1.掌握Multisim13仿真研究多级负反馈放大电路。2.学习集成运算放大器的应用，掌握多级集成运放电路的工作特点。3.研究负反馈对放大器性能的影响，掌握负反馈放大器的性能工作指标的测试方法。4.测试开闭环的电压放大倍数，输入电阻，输出电阻，反馈网络的电压反馈系数和通频带。5.比较电压放大倍数在开闭环的差别。6.观察负反馈对非线性失真的改善作用。2、实验原理在电子电路中，将输出量（输出电压或输出电流）的一部分或全部通过一定的电路形式作用到输入回路，用来影响其输入量（放大电路的输入电压或输入电流）的措施称为反馈。若反馈的结果使净输入量减小，则称之为负反馈；反之，称之为正反馈。若反馈存在于直流通路，则称为直流反馈；若反馈存在于交流通路，则称为交流反馈。交流负反馈有四种组态：电压串联负反馈；电压并联负反馈；电流串联负反馈；电流并联负反馈。若反馈量取自输出电压，则称之为电压反馈；若反馈量取自输出电流，则称之为电流反馈。输入量、反馈量和净输入量以电压形式相叠加，称为串联反馈；以电流形式相叠加，称为并联反馈。3、实验器材1.双路直流稳压电源一台2.函数信号发生器一台3.示波器一台4.毫伏级电压表一台5.万用表一块6.集成运算放大器两片7.电阻8.模拟电路实验箱一台4、多级集成负反馈电路5、实验数据Vi/mVVN/mVVf/mVV’0/VV0/VA’vAvRi/ΩRO/ΩFVFl/HzFh/kHz开环测试9.9930.87121.0871.9901.648199.1164.911K9750.0121.52541.246理论计算-----------------------------58.755.332.7K287------0.512122.86闭环测试33.48721.70022.4601.7491.65552.249.428.4K2670.0130.549151.18开环通频带BW=41.25kHz2，闭环通频带理论值BWF=122.86kHz，闭环通频带实际测量BW=151.18kHz示波器实测6、实验结论(1)引入负反馈明显展宽了通频带，但降低了放大倍数。(2)引入电压串联负反馈增大了输入电阻，减小了输出电阻。六、有源滤波器1、实验目的(1)熟悉RC有源滤波器的设计方法。(2)掌握滤波器上下限频率的测试方法，了解滤波器在实际中的应用。2、实验原理由RC元件与运算放大器组成的滤波器称为RC有源滤波器，其功能是让一定范围内的频率通过，抑制或者急剧衰减频率范围以外的信号。因受到运算放大器带宽的限制，这类滤波器仅适用于低频范围。根据频率范围可分为低通、高通、带通和带阻四种滤波器。3、实验器材1.双路直流稳压电源一台2.函数信号发生器一台3.示波器一台4.二极管两个，稳压二极管02DZ4两个5.万用表一块6.集成运算放大器两片7.电阻,电容，电位器8.模拟电路实验箱一台4、电路仿真（1）二阶低通滤波器iV=1.00v时的仿真数据输入频率/Hz1001502002503004006008001000Vo/v1.581.571.551.551.511.310.920.570.38Av1.581.571.551.551.511.310.920.570.38Av/dB3.9293.8953.8033.7993.5842.341-0.801-4.884-8.468（2）高通滤波器（3）二阶带通滤波器（4）二阶带阻滤波器5、实验结论对于低通滤波器，只有低频信号才有较大增益。对于高通滤波器，只有高频信号才有较大增益。对于带通滤波器，只有特定频率信号才有增益。对于带阻滤波器，只有一小段特定频率段的信号增益极小，无法通过。七、复合信号发生器1、实验目的（1）掌握方波、三角波、正弦波等信号发生器的工作原理和工作方法。（2）进一步熟悉和掌握集成运算放大器电路在复杂电路中的应用。（3）进一步熟悉和掌握仿真软件在电路设计与调试中的作用。（4）熟悉并掌握综合电路的基本调试技巧和方法。2、实验仪器Multisim仿真软件3、实验要求及原理设计制作一个方波产生器输出方波，通过方波产生三角波同相相加输出一个复合信号，再经过滤波器后输出一个正弦波信号。（1）.方波产生器输出信号参数要求：VO1PP=1V±5%，f=4kHz±100Hz。波形无明显失真。（2）.三角波产生器输出信号参数要求：VO2PP=1V±5%，f=4kHz±100Hz。波形无明显失真。（3）.同相加法器输出复合信号参数要求：VO3PP=2V±5%，f=4kHz±100Hz。波形无明显失真。（4）.滤波器输出信号参数要求：VO4PP=3V±5%，f=4kHz±100Hz。波形无明显失真。4、实验步骤（1）方波-三角波变换注意事项：方波的输出幅度应等于电源电压。三角波的输出幅度应不超过电源电压。（2）三角波正弦波变换利用同向加法器的传输特性，可以实现三角波-正弦波的转换三角波-正弦波变换电路三角波-正弦波变换仿真结果（3）方波-三角波-正弦波变换电路图仿真结果4、实验结论输出了正弦波信号。